Validation of BTRHEOM, the new rheometer for soft-to-fluid concrete

Abstract

An investigation was performed on the objectivity of a new rheometer for soft-to-fluid concrete, called BTRHEOM. Firstly, the influence of concrete wall friction on the measurement of the Bingham constants was studied by finite-element simulations. It has been shown that this influence is limited, in particular on the measurement of shear yield stress. However, the quality of the estimate of plastic viscosity can be improved by applying a reduction of 10% to the bulk value. Secondly, a series of comparative tests was conducted with two other rheometers with different operating principles. The comparison with the intrinsic values as measured by a big coaxial-cylinder viscometer, the CEMAGREF-IMG rheometer, showed a satisfactory result for yield stress, but not for plastic viscosity, probably due to the segregation of the coarse aggregate in the CEMAGREF-IMG rheometer. For two concretes without segregation, the two rheometers yielded the same values. Another comparison with the LAFARGE rheometer (a modified version of Tattersall's two-point test) showed a good correlation between the measurements with the two instruments. Finally, the slump test was modelled by a simple numerical approach, from which a linear relation between slump and yield stress was derived. This relationship agrees with the experimental results.

Résumé

Une étude sur l'objectivité d'un nouveau rhéomètre pour bétons très plastiques à fluides, le BTRHEOM, est effectuée. Tout d'abord, l'influence du frottement béton/paroi sur les mesures de caractéristiques binghamiennes est étudiée par la méthode des éléments finis. On montre qu'elle est limitée, en particulier sur la mesure du seuil de cisaillement. Cependant, la qualité de l'estimation de la viscosité plastique peut être améliorée en appliquant une diminution forfaitaire de 10% à la mesure brute. Deuxièmement, une série d'essais comparatifs sont réalisés avec deux autres rhéomètres de principe différent. La comparaison en terme de caractéristiques intrinsèques en valeur absolue avec le rhéomètre CEMAGREF-IMG, un grand viscosimètre à cylindres coaxiaux, montre des résultats satisfaisants pour le seuil de cisaillement, mais pas pour la viscosité plastique, probablement à cause de la ségrégation des gros grains dans le rhéomètre CEMAGREF-IMG. Pour les deux bétons sans ségrégation dans ce dernier, les deux rhéomètres donnent les mêmes valeurs. L'autre comparaison avec le rhéomètre LAFARGE (version modifiée de l'appareil «Two-point test» de Tattersall) montre une bonne corrélation entre leurs mesures. Enfin, l'essai au cône d'Abrams est simulé par une méthode numérique; on en déduit une relation linéaire entre l'affaissement et le seuil de cisaillement. Cette relation est assez bien vérifiée par des résultats expérimentaux.